專利名稱：一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，更具體的說是基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：
在各種生產(chǎn)領(lǐng)域，一項任務(wù)通?？梢苑纸獬啥鄠€子任務(wù)，這些子任務(wù)之間一般存在下列幾種約束關(guān)系(模型) 1)并發(fā)執(zhí)行若工作組由A、B兩人組成，A與B同時開始工作，A與B互相不影響，且A、B全部完成，則整個項目完成。若是A先完成，B還未完成，A可以馬上參加B的工作。
2)串行執(zhí)行，并存在依賴關(guān)系，如子任務(wù)A結(jié)束后B才能夠開始 3)組合執(zhí)行任務(wù)A是a1、a2的組合，這意味著a1、a2的任意一個開始即代表A的開始；而a1和a2都結(jié)束時，才可以認(rèn)定為A完成。
為便于控制進(jìn)度，合理地分配調(diào)度資源，在任務(wù)執(zhí)行之前需要做計劃。計劃包括任務(wù)(及各子任務(wù))的預(yù)計開始結(jié)束時間、工作量、分配給哪些人員做等等，實際任務(wù)執(zhí)行過程中，通過監(jiān)控時間進(jìn)度、已完成的工作量，及時做出判斷任務(wù)是否延期、是否存在資源不足，以便盡早地發(fā)現(xiàn)問題風(fēng)險，以重新修改計劃，確保任務(wù)按期保質(zhì)完成。
現(xiàn)有技術(shù)的基本原理 求當(dāng)前時間進(jìn)度(一般ActualTimeBegin＝＝PlanTimeBegin) Time_Progress＝(Now-ActualTimeBegin)/PlanDateRange＊100％ PlanDateRange:＝[PlanDateBegin，PlanDateEnd]＝(PlanDateEnd-PlanDateBegin+1) 其中，0＜＝Actual_Time_Progress＜＝100％，當(dāng)公式計算出值超出范圍時，使用邊界值。
(2)求當(dāng)前任務(wù)進(jìn)度(工作量以時間單位(小時)計算，1月＝22.5天1天＝6小時) Task_Progress＝Sum(DayCostPerMan＊ TaskAllocatedManNum){ActualTimeBegin..Now} /PlanTaskTotalCostNeeded＊100％ 其中，0＜＝Task_Progress＜＝100％，當(dāng)公式計算出值超出范圍時，使用邊界值。
如果任務(wù)進(jìn)度＞＝時間進(jìn)度，說明項目進(jìn)展順利；否則，則說明存在延期的風(fēng)險，需要盡快調(diào)查問題出在什么方面。
基于WBS(任務(wù)分解結(jié)構(gòu))。
以上技術(shù)有的實現(xiàn)僅僅局限于任務(wù)進(jìn)度、時間進(jìn)度，有的甚至分離地考慮模型，其估計過于粗糙，不能夠發(fā)現(xiàn)兩者之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，從而整個任務(wù)在實際的執(zhí)行過程中，粒度缺少細(xì)化，也忽略了個體在任務(wù)執(zhí)行效率上的差別。在人機(jī)流水線上使用現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)的效率控制和優(yōu)化，定位和發(fā)現(xiàn)問題比較慢，不利于快速提高人機(jī)流水線的效率。


發(fā)明內(nèi)容
1、發(fā)明要解決的技術(shù)問題 為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明提供一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，在人機(jī)配合操作的生產(chǎn)線領(lǐng)域，反饋任務(wù)效率和監(jiān)控任務(wù)進(jìn)度，適用于任務(wù)并行、依賴、組合的多種模型下的控制反饋算法，并根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)自動生成進(jìn)度、效率反饋表。通過反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)，比較性地衡量個體、小組的工作效率，以便能夠更好地在人員安排、計劃制定上達(dá)成調(diào)整、優(yōu)化組合的目的。
2、技術(shù)方案 本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)收集模塊、生產(chǎn)效率曲線圖分析模塊和數(shù)據(jù)反饋控制模塊組成，其中的用于計算工作效率的原始數(shù)據(jù)的收集，生產(chǎn)效率曲線分析模塊由工作量換算、曲線繪制和曲線顯示三部分組成。
上述的數(shù)據(jù)收集模塊由一組計數(shù)器組成。本系統(tǒng)是以人機(jī)流水線生產(chǎn)系統(tǒng)作為實現(xiàn)的基礎(chǔ)。
一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化方法，其步驟為 (1)數(shù)據(jù)收集由數(shù)據(jù)收集模塊來完成，數(shù)據(jù)收集模塊由一組計數(shù)器組成，計數(shù)器采集數(shù)據(jù)的單位時間為Δt，代表從t1時間到t2時間的一個單位時間。每個流水線操作人員在計數(shù)器模塊中都是一個角色，計數(shù)器每當(dāng)在Δt內(nèi)采集到角色完成的一項工作，計數(shù)器就會加1，計數(shù)器會分別統(tǒng)計每個角色所完成的所有工作量； (2)生產(chǎn)效率曲線分析包括工作量換算、曲線繪制、曲線顯示三步驟組成，第一步驟工作量換算首先，設(shè)定基線值，設(shè) 其中，W為實際工作效率時間；T為計劃工作效率時間。
T＝nΔt計劃在T時間內(nèi)完成工作量為X； 第二部分曲線分析 Step1以實際工作時間與計劃工作時間的比值為縱軸，即以Γ為縱軸；時間軸為橫軸； Step2基準(zhǔn)線為在所有時間內(nèi)Γ＝1的一條與橫軸平行的曲線，在Δt時間內(nèi)獲得的工作效率時間為采樣點，將相鄰采樣點連接后成為實際工作時間曲線； Step3采樣點計算方法為的計算由于生產(chǎn)模型的不同分為兩種方式； 模型一當(dāng)生產(chǎn)模型為并發(fā)執(zhí)行時，

的計算公式如下 計算時取一個固定的滑動窗口大小W； 模型二當(dāng)生產(chǎn)模型為串行執(zhí)行或者組合執(zhí)行時時，

的計算公式如下 ?！?的偏差值＝|?！?-Γ| (3)數(shù)據(jù)反饋控制 Step1計算偏差值。正常情況下，計算出來的

值應(yīng)在水平基準(zhǔn)值1.0附近，代表工作效率穩(wěn)定良好，否則狀態(tài)代表異常。
步驟(3)中異常情況如下 第一種在一段時間內(nèi)連續(xù)測量，發(fā)現(xiàn)

波動較大這說明工作狀態(tài)不穩(wěn)定，一般可說明個體的工作狀況出現(xiàn)了什么問題，需要現(xiàn)場排查原因；波動率D的衡量 設(shè)時間范圍[t1，t2]，則這段范圍內(nèi)的生產(chǎn)效率波動D可用下列公式衡量 第二種在一段時間內(nèi)連續(xù)測量，發(fā)現(xiàn)

總體上來說偏離了1.0(偏高或偏低)，則可說明個體生產(chǎn)性過高情況二、個體生產(chǎn)性低下或組織管理者需要調(diào)整一下模型的WorkBaseW基準(zhǔn)值(基準(zhǔn)值值反映了整個組織的能力水平)。
以上步驟以人機(jī)對話的方式實現(xiàn)。
3、有益效果 本發(fā)明提供了通過一種雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)的優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法，結(jié)合了任務(wù)進(jìn)度和時間進(jìn)度的基礎(chǔ)上，提出了適用于任務(wù)并行、依賴、組合模型的一般控制反饋方法，系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)能夠有效地反映出具體環(huán)節(jié)的問題，并且通過偏差率的判斷，對具體的環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)查和調(diào)整，能夠以最優(yōu)化的手段提高整條流水線的效率?？梢猿掷m(xù)的跟蹤反饋監(jiān)控，對流水線進(jìn)行了不斷的優(yōu)化，使原先不可控的流水線生產(chǎn)率，變成了可控、明確的控制，大大提高了生產(chǎn)力。



圖1為本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)示意圖。
實施例 以下通過實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實施例1 實施例1 某公司從事顯示器設(shè)備的組裝。人機(jī)操作流水線系統(tǒng)為生產(chǎn)模型中的依賴模型。
在沒有引入本發(fā)明之前。當(dāng)該公司的整體的顯示器組裝生產(chǎn)力下降時，只能從流水線總體輸出的任務(wù)進(jìn)度或者時間進(jìn)度進(jìn)行評估，無法對流水線上的每個環(huán)節(jié)每個操作人進(jìn)行細(xì)化評估，導(dǎo)致提高生產(chǎn)力難度大。
引入本發(fā)明之后，可以實時反饋流水線中每個環(huán)節(jié)的生產(chǎn)率情況，并根據(jù)偏差量及時提供調(diào)整流水線上的每個環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)，以及每個操作人的效率都可以通過基線偏差計算出需要提高和改進(jìn)的效率值，可以迅速地定位流水線效率低的問題點，從而改進(jìn)并提高整條生產(chǎn)流水線的生產(chǎn)力。
根據(jù)本發(fā)明，該公司首先對流水線上每個涉及到人機(jī)操作的環(huán)節(jié)進(jìn)行安裝數(shù)據(jù)采集裝置，對每個人機(jī)操作過程進(jìn)行跟蹤監(jiān)控和數(shù)據(jù)采集。分析數(shù)據(jù)由流水線上的傳感裝置收集最終進(jìn)入到系統(tǒng)。數(shù)據(jù)采集的工作主要圍繞生產(chǎn)時間、生產(chǎn)效率進(jìn)行。
設(shè)定流水線上不同環(huán)節(jié)的基線與偏差范圍值。該公司具體的流水線有人機(jī)參與環(huán)節(jié)為如下流程共分為四個環(huán)節(jié)電焊環(huán)節(jié)、插線環(huán)節(jié)、組裝環(huán)節(jié)、調(diào)試環(huán)節(jié)。
對每個環(huán)節(jié)設(shè)定參照值 在這些環(huán)節(jié)中均安裝數(shù)據(jù)收集模塊，并統(tǒng)一將采集數(shù)據(jù)反饋到生產(chǎn)效率曲線圖，根據(jù)不同的環(huán)節(jié)顯示的波動率與計劃波動率范圍相對比，再進(jìn)行分析，找出使波動率率超出范圍的原因，不斷進(jìn)行優(yōu)化，達(dá)到流水線生產(chǎn)力的提高。
在以下的公式計算中，固定的滑動窗口大小W＝1天，t0為某一個有效工作日，以下默認(rèn)所取的工作單元均為3個。
下面我們來看如何對顯示器設(shè)備的組裝流水線進(jìn)行控制反饋和實現(xiàn)效率優(yōu)化的。
1、電焊環(huán)節(jié)采樣統(tǒng)計 電焊環(huán)節(jié)中T＝7。
電焊時，有兩個工人并發(fā)在生產(chǎn)線工作，為并發(fā)執(zhí)行模型，按照模型一計算

。
在采樣點t1時， 偏差值1＝|Γ′1-Γ|＝|1.00-1|＝0.001 偏差率1＝1‰ 其他采樣點，同t1的計算公式，可以統(tǒng)計得到下表

波動率分析 實際波動率
在采樣點數(shù)據(jù)內(nèi)的波動率小于≤3‰，因此電焊環(huán)節(jié)工作效率情況優(yōu)良。
2、插線環(huán)節(jié)采樣統(tǒng)計 插線環(huán)節(jié)中T＝6。
插線時，有兩個工人串行在生產(chǎn)線工作，為串行模型，按照模型二計算

在采樣點t1時， 偏差值1＝|Γ2-Γ|＝|0.968-1|＝0.031 偏差率1＝31‰ 其他采樣點，同t1的計算公式，可以統(tǒng)計得到下表 采樣的實際工作效率 波動率分析 實際波動率
在采用點內(nèi)，波動率超出5‰，并且實際工作效率低于計劃工作效率，因此插線環(huán)節(jié)工作效率低下，但是經(jīng)過內(nèi)部人員調(diào)查，發(fā)現(xiàn)參與插線環(huán)節(jié)的員工工作能力強(qiáng)，且實際的平均工作效率也已經(jīng)達(dá)了專業(yè)要求水平，并非員工原因?qū)е?，但是波動率顯示實際工作效率低下，因此，說明計劃工作效率時間制定偏高，應(yīng)該調(diào)整計劃效率時間。當(dāng)實際工作效率不變，計劃工作效率調(diào)整為T＝5.8，重新進(jìn)行計算后 實際波動率＝1.5‰ 調(diào)整后，可以看出在曲線采樣點數(shù)據(jù)內(nèi)的波動率值小于5‰，因此插線環(huán)節(jié)工作效率情況優(yōu)良。
3、調(diào)試環(huán)節(jié)采樣統(tǒng)計 調(diào)試環(huán)節(jié)中T＝6.5。
調(diào)試時，為并行生產(chǎn)線工作，是并行模型，按照模型一計算
在采樣點t1時， 偏差值1＝|?！?-Γ|＝|0.971-1|＝0.029 偏差率1＝29‰ 其他采樣點，同t1的計算公式，可以統(tǒng)計得到下表 波動率分析 實際波動率
在采用點內(nèi)，波動率均超出5‰，并且實際工作效率低于計劃工作效率，因此插線環(huán)節(jié)工作效率低下，經(jīng)人員調(diào)查發(fā)現(xiàn)，參與調(diào)試的員工均為工作公司新人，操作還不熟練，實際工作效率為到達(dá)專業(yè)要求，因此根據(jù)偏差率，公司找到了調(diào)試環(huán)節(jié)效率低的真正原因。公司針對性地對相關(guān)人員進(jìn)行了技能強(qiáng)化培訓(xùn)，大幅度提高了調(diào)試員工的工作效率。人員培訓(xùn)后采樣數(shù)據(jù)如下 波動率分析 實際波動率
人員培訓(xùn)后，可以看出在采樣點數(shù)據(jù)內(nèi)的波動率小于5‰，因此調(diào)試環(huán)節(jié)工作效率情況優(yōu)良。
4、組裝環(huán)節(jié)采樣統(tǒng)計 組裝環(huán)節(jié)中T＝7.5。
組裝時，為并行生產(chǎn)線工作，是并行模型，按照模型一計算
在采樣點t1時， 偏差值1＝|?！?-Γ|＝|0.971-1|＝0.029 偏差率1＝29‰ 其他采樣點，同t1的計算公式，可以統(tǒng)計得到下表 波動率分析 實際波動率
波動率超出了計劃波動率的范圍。在采用點內(nèi)，只有t3采樣點的偏差率超出了計劃偏差范圍。經(jīng)過內(nèi)部調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在t3采樣點時間段內(nèi)，中途有工作人員因為生病退出一天，因此影響到了實際工作效率，并且在生病員工返工后實際工作效率恢復(fù)到了平時水平，由此判斷，組裝環(huán)節(jié)工作效率情況優(yōu)良。
通過這種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法的引入，反饋的數(shù)據(jù)能夠有效地反映出具體環(huán)節(jié)的問題，并且通過偏差率的判斷，對具體的環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)查和調(diào)整，能夠以最優(yōu)化的手段提高整條流水線的效率。
人機(jī)流水線生產(chǎn)改善需要做的對應(yīng) 1、對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的計算分析，判斷優(yōu)化程度 2、誤差原因分析首先分析內(nèi)部原因，是否有特殊的情況發(fā)生，如人員調(diào)動、請假等；再分析人員工作效率，將人員工作效率與平均工作效率相對比，做出判斷。外部原因，基線設(shè)定的衡量，需要通過有經(jīng)驗的工作人員設(shè)定基線，對于不合理的基線設(shè)置，也需要工作人員及時通過實際波動率的反饋進(jìn)行調(diào)整。
最后由于持續(xù)的跟蹤反饋監(jiān)控，對流水線進(jìn)行了不斷的優(yōu)化，使原先不可控的流水線生產(chǎn)率，變成了可控、明確的控制，大大提高了生產(chǎn)力。
權(quán)利要求
1.一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于由數(shù)據(jù)收集模塊、生產(chǎn)效率曲線圖分析模塊和數(shù)據(jù)反饋控制模塊組成，其中的用于計算工作效率的原始數(shù)據(jù)的收集，生產(chǎn)效率曲線分析模塊由工作量換算、曲線繪制和曲線顯示三部分組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于數(shù)據(jù)收集模塊由一組計數(shù)器組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)，其特征在于本系統(tǒng)是以人機(jī)流水線生產(chǎn)系統(tǒng)作為實現(xiàn)的基礎(chǔ)。
4.一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化方法，其步驟為
(1)數(shù)據(jù)收集由數(shù)據(jù)收集模塊來完成，數(shù)據(jù)收集模塊由一組計數(shù)器組成，計數(shù)器采集數(shù)據(jù)的單位時間為Δt，代表從t1時間到t2時間的一個單位時間。每個流水線操作人員在計數(shù)器模塊中都是一個角色，計數(shù)器每當(dāng)在Δt內(nèi)采集到角色完成的一項工作，計數(shù)器就會加1，計數(shù)器會分別統(tǒng)計每個角色所完成的所有工作量；
(2)生產(chǎn)效率曲線分析包括工作量換算、曲線繪制、曲線顯示三步驟組成，
第一步驟工作量換算首先，設(shè)定基線值，設(shè)
其中，W為實際工作效率時間；T為計劃工作效率時間。
計劃在T時間內(nèi)完成工作量為X；
第二部分曲線分析
Step1以實際工作時間與計劃工作時間的比值為縱軸，即以Γ為縱軸；時間軸為橫軸；
Step2基準(zhǔn)線為在所有時間內(nèi)Γ＝1的一條與橫軸平行的曲線，在Δt時間內(nèi)獲得的工作效率時間為采樣點，將相鄰采樣點連接后成為實際工作時間曲線；
Step3采樣點計算方法為
的計算由于生產(chǎn)模型的不同分為兩種方式；
模型一當(dāng)生產(chǎn)模型為并發(fā)執(zhí)行時，
的計算公式如下
計算時取一個固定的滑動窗口大小W；
模型二當(dāng)生產(chǎn)模型為串行執(zhí)行或者組合執(zhí)行時時，
的計算公式如下
?！鋓的偏差值＝|?！鋓-Γ|
(3)數(shù)據(jù)反饋控制
Step1計算偏差值。正常情況下，計算出來的
值應(yīng)在水平基準(zhǔn)值1.0附近，
代表工作效率穩(wěn)定良好，否則狀態(tài)代表異常。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化方法，其特征在于步驟(3)中異常情況如下
第一種在一段時間內(nèi)連續(xù)測量，發(fā)現(xiàn)
波動較大這說明工作狀態(tài)不穩(wěn)定，一般可說明個體的工作狀況出現(xiàn)了什么問題，需要現(xiàn)場排查原因；波動率D的衡量
設(shè)時間范圍[t1，t2]，則這段范圍內(nèi)的生產(chǎn)效率波動D可用下列公式衡量
第二種在一段時間內(nèi)連續(xù)測量，發(fā)現(xiàn)
總體上來說偏離了1.0(偏高或偏低)，則可說明個體生產(chǎn)性過高情況二、個體生產(chǎn)性低下或組織管理者需要調(diào)整一下模型的WorkBaseW基準(zhǔn)值。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化方法，其特征在于以上步驟以人機(jī)對話的方式實現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙進(jìn)度因子的生產(chǎn)優(yōu)化系統(tǒng)及其優(yōu)化方法。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)收集模塊、生產(chǎn)效率曲線圖分析模塊和數(shù)據(jù)反饋控制模塊組成，其中的用于計算工作效率的原始數(shù)據(jù)的收集，生產(chǎn)效率曲線分析模塊由工作量換算、曲線繪制和曲線顯示三部分組成。優(yōu)化方法包括了數(shù)據(jù)收集、生產(chǎn)效率曲線分析和數(shù)據(jù)反饋控制三個階段。本發(fā)明結(jié)合了任務(wù)進(jìn)度和時間進(jìn)度的基礎(chǔ)上，提出了適用于任務(wù)并行、依賴、組合模型的一般控制反饋方法，能夠以最優(yōu)化的手段提高整條流水線的效率，使原先不可控的流水線生產(chǎn)率，變成了可控、明確的控制，大大提高了生產(chǎn)力。
文檔編號G05B19/418GK101763100SQ20091026411
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者王晶, 余俊 申請人:南京富士通南大軟件技術(shù)有限公司